本文關(guān)鍵詞： 辛烯基琥珀酸酐淀粉酯 茶多酚 慢消化淀粉 生物利用率 老化 氧化應(yīng)激 糖基化　出處：《江南大學(xué)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著社會(huì)結(jié)構(gòu)的變化、生活節(jié)奏的加快、飲食習(xí)慣和食物構(gòu)成的改變及人口老齡化,目前人類(lèi)慢性疾病,如肥胖、糖尿病、心腦血管疾病的發(fā)生已成為全球性重大公共衛(wèi)生問(wèn)題。茶多酚可以通過(guò)影響淀粉酶來(lái)改變淀粉消化性,同時(shí)作為一種抗氧化因子可以降低高血糖、高血脂所引起的氧化脅迫,抑制蛋白質(zhì)糖基化和氧化損傷,因而常被用于肥胖、糖尿病等慢性疾病的膳食干預(yù)之中,然而其生物利用率較低。淀粉大分子經(jīng)改性處理后,不僅具有慢消化性,還可作為生物活性化合物的載體材料,控制生物活性化合物的釋放。因此,本論文首先選擇合適的淀粉原料及改性條件,制備出慢消化淀粉含量較高的OSA改性淀粉,作為茶多酚的載體,而后結(jié)合慢消化淀粉與茶多酚的特性,開(kāi)發(fā)出一種新穎的既能夠維持淀粉消化過(guò)程中葡萄糖的緩慢釋放又能增強(qiáng)兒茶素穩(wěn)定性和生物利用率的功能性碳水化合物材料,同時(shí)研究了其對(duì)肥胖及老化小鼠的長(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)干預(yù)及可能的作用機(jī)制。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:1.以不同直鏈含量的糯玉米淀粉、普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉為原料,在辛烯基琥珀酸酐添加量為3%(w/w)的條件下,用水相法成功制備了辛烯基琥珀酸酐淀粉酯(OSA改性淀粉),且直鏈淀粉含量越多酯化劑取代度越大。OSA改性降低了三種淀粉的消化性。改性后高直鏈玉米淀粉快消化淀粉含量從42.41%降低至32.31%,抗性淀粉含量從50.42%升高至71.57%,可消化性大大降低。而糯玉米淀粉和普通玉米淀粉,改性后伴隨著快消化淀粉含量的降低(分別從85.6%、80.7%降低至57.9%、56.5%),慢消化淀粉含量分別由原來(lái)的11.42%和10.60%提高到29.63%和24.50%,慢消化淀粉含量顯著增高。在15%水分含量情況下經(jīng)120℃條件濕熱處理4 h后,以糯玉米淀粉為原料的OSA淀粉其慢消化淀粉含量進(jìn)一步提高,從29.63%升高至38.30%,是一種對(duì)熱穩(wěn)定的慢消化性淀粉,因此以其作為載體制備功能性茶多酚-OSA淀粉復(fù)合體(OSAT)。2.OSA淀粉中添加不同劑量的茶多酚其消化性影響不同,低添加量時(shí)(1%淀粉量)會(huì)提高OSA淀粉消化性,高添加量時(shí)(5%~15%)抑制淀粉消化,但其抑制效果沒(méi)有濃度劑量效應(yīng)。茶多酚能夠與α-淀粉酶的非活性位點(diǎn)結(jié)合,非競(jìng)爭(zhēng)性抑制α-淀粉酶的活性;但其與淀粉葡萄糖酐酶的結(jié)合所引起得酶構(gòu)象的改變?cè)黾恿嗣概c底物的親和力,促進(jìn)淀粉葡萄糖苷酶的催化活性。由于對(duì)兩種酶活性的影響不同,因此,茶多酚對(duì)Englyst雙酶體系中混合酶的催化活性呈現(xiàn)先抑制后促進(jìn)的影響。茶多酚對(duì)雙酶活性的抑制是OSAT慢消化性達(dá)成的一個(gè)重要原因。5%的茶多酚添加量對(duì)OSA淀粉的消化性影響最大,降低了其中快消化淀粉含量提高了慢消化淀粉含量(從38.2%增高至45.1%)。并且延緩了OSA淀粉的餐后血糖峰值出現(xiàn)時(shí)間,降低了血糖波動(dòng)(5mmol/L~3 mmol/L),因此以淀粉干重的5%作為茶多酚-OSA淀粉復(fù)合體(OSAT)中茶多酚的比例。通過(guò)進(jìn)行理化性質(zhì)測(cè)定,復(fù)合體流體力學(xué)半徑變大、糊化溫度和焓值降低、粘度和乳化性能減弱,推測(cè)OSA淀粉和TPLs之間存在相互作用,所得到的OSAT可能存在一個(gè)球形的復(fù)雜結(jié)構(gòu),而OSA淀粉中的OSA基團(tuán)和TPLs芳香環(huán)烴之間的疏水作用是維持結(jié)構(gòu)的主要作用力。3.將OSAT與茶多酚共同暴露于體外模擬消化環(huán)境中,結(jié)果表明,復(fù)合體中OSA淀粉的存在能夠增強(qiáng)兒茶素在消化環(huán)境中的穩(wěn)定性,尤其是EGCG和EGC,并且與茶多酚中兒茶素在消化過(guò)程中含量持續(xù)下降的趨勢(shì)不同,復(fù)合體中幾種兒茶素的小腸消化過(guò)程中其含量維持不變甚至有所升高,這可能是由于茶多酚-OSA淀粉具有慢消化性,OSA淀粉在小腸中逐漸消化,從而將其載運(yùn)的茶多酚不斷釋放,提高了消化液中兒茶素的含量。茶多酚的Caco-2單層細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)也表明,復(fù)合體中茶多酚具有更高的轉(zhuǎn)運(yùn)效率,而這也與其中兒茶素消化穩(wěn)定性的提高緊密相關(guān)。同時(shí)體內(nèi)兒茶素釋放結(jié)果顯示攝入OSAT后,在整個(gè)小腸消化過(guò)程中小鼠小腸中兒茶素濃度相對(duì)穩(wěn)定,表明OSAT中被淀粉載運(yùn)的茶多酚能隨著OSA淀粉的消化而持續(xù)釋放。并且其中活性較高的非結(jié)合態(tài)兒茶素含量較高。4.直接測(cè)定灌胃OSAT后腸道組織消化酶活性以及腸道組織添加茶多酚后的酶活檢測(cè)都表明,在實(shí)驗(yàn)條件下茶多酚對(duì)小腸α-淀粉酶活性沒(méi)有顯著影響,但會(huì)通過(guò)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制顯著降低小腸粘膜α-葡萄糖苷酶活性。這是OSAT中淀粉消化性改變的一個(gè)重要原因。同時(shí)OSAT能夠顯著降低小鼠體內(nèi)由于血糖波動(dòng)而產(chǎn)生的脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物MDA水平;與灌胃茶多酚對(duì)照樣品小鼠相比,OSAT喂養(yǎng)的小鼠小腸組織還表現(xiàn)出了更強(qiáng)的總抗氧化活性和DPPH清除活性。5.以60%的高脂飼料喂養(yǎng)C57BL/6J小鼠,建立肥胖模型,然后采用皮下注射D-半乳糖的方式誘導(dǎo)小鼠老化,同時(shí)給予OSAT進(jìn)行長(zhǎng)期膳食干預(yù),研究不同健康狀況下OSAT對(duì)老化進(jìn)程的影響。當(dāng)機(jī)體處于誘導(dǎo)老化的進(jìn)程時(shí),高脂飲食會(huì)將加大機(jī)體的氧化應(yīng)激程度、升高糖基化產(chǎn)物水平;同時(shí)機(jī)體的老化也會(huì)使高脂食情況下的血脂代謝紊亂進(jìn)一步惡化。OSAT通過(guò)提高小鼠肝臟脂蛋白脂酶(LPL)和脂酶(HL)活性、增強(qiáng)過(guò)轉(zhuǎn)錄因子過(guò)氧化體增殖物激活受體(PPAR-α)的表達(dá)、降低脂肪酸合成酶(FAS)活性及固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(SREBP-1c)表達(dá)有效改善老化小鼠脂代謝紊亂狀況。OSAT能夠顯著提高超氧化物氣化酶(SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSHPx)活性和總抗氧化能力(T-AOC)、降低脂質(zhì)氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)和糖基化終產(chǎn)物(AGEs)含量而增強(qiáng)肝臟脂質(zhì)代謝能力、緩解肝臟損傷,且OSAT的作用效果優(yōu)于單獨(dú)茶多酚的作用。OSAT還可以通過(guò)降低腦部糖基化產(chǎn)物(AGEs)的積累和糖基化產(chǎn)物受體(sRAGE)水平、緩解氧化應(yīng)激和抑制炎癥反應(yīng)而改善老化所造成的小鼠腦部損傷、提高老化小鼠非空間學(xué)習(xí)記憶能力。OSAT可下調(diào)衰老小鼠p16、p21基因的表達(dá),表明OSAT可能通過(guò)對(duì)細(xì)胞周期調(diào)控基因來(lái)調(diào)節(jié)延緩細(xì)胞凋亡的發(fā)生,從而延緩機(jī)體的衰老長(zhǎng)期膳食干預(yù)結(jié)果表明OSAT具有抗衰老的潛在功效,且其效果優(yōu)于單獨(dú)茶多酚的作用。本課題發(fā)現(xiàn)了一種具有改善健康作用的生物活性/功能性淀粉材料,此材料作為茶多酚載運(yùn)體系能夠增強(qiáng)兒茶素的穩(wěn)定性和生物利用率和減少機(jī)體的氧化損傷,并能維持淀粉消化過(guò)程中葡萄糖的緩慢釋放。盡管OSA淀粉并不是通常見(jiàn)到的被廣泛使用的食物成分,但OSA淀粉和茶多酚所形成的復(fù)合體以及復(fù)合體內(nèi)使得茶多酚的功能得以發(fā)揮的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),表明可以通過(guò)開(kāi)發(fā)茶多酚碳水化合物轉(zhuǎn)運(yùn)體系而有效降低餐后血糖,改善機(jī)體健康狀況,為提高功能性碳水化合的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的探究及生物活性成分載運(yùn)體系的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。
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【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TS231

【參考文獻(xiàn)】

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2 田，

本文編號(hào)：1540624